DE102014222208A1 - Hybrid drive device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebseinrichtung für ein Hybridfahrzeug (1), die Hybridantriebseinrichtung umfassend eine Verbrennungsmotor-Generator-Einheit (6) als Range Extender, wenigstens eine Elektromaschine (3) zum Antrieb und zur Verzögerung des Hybridfahrzeuges (1) und eine Batterie (4) mit den Schritten: Erzeugen von mechanischer Energie in einem Verbrennungsmotor der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit (6), Umwandeln der mechanischen Energie in elektrische Energie in einem Generator der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit (6), Laden der Batterie (4) und/oder Betreiben der wenigstens einen Elektromaschine (3) als Elektromotor mit elektrischer Energie aus dem Generator (8), Betreiben der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit (6) in Abhängigkeit von dem Ladezustand (SOC) der Batterie (4), so dass ab einem Ansteigen des Ladezustandes (SOC) der Batterie (4) oberhalb eines oberen Schwellenwert (So) des Ladezustandes (SOC) der Batterie (4) die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit (6) abgeschaltet wird und ab einem Absinken des Ladezustandes (SOC) der Batterie (4) unterhalb eines unteren Schwellenwertes (Su) des Ladezustandes (SOC) der Batterie (4) die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit (6) eingeschaltet wird, wobei der obere Schwellenwert (So) und/oder der untere Schwellenwert (Su) in Abhängigkeit von den Streckeneigenschaften einer Fahrt mit dem Hybridfahrzeug (1) verändert werden, so dass die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit (6) gemäß dem veränderten oberen Schwellenwert (So) und/oder unteren Schwellenwert (Su) abgeschaltet und/oder eingeschaltet wird.Method for operating a hybrid drive device for a hybrid vehicle (1), the hybrid drive device comprising an internal combustion engine-generator unit (6) as a range extender, at least one electric machine (3) for driving and decelerating the hybrid vehicle (1) and a battery (4) comprising the steps of: generating mechanical energy in an internal combustion engine of the internal combustion engine generator unit (6), converting the mechanical energy into electrical energy in a generator of the internal combustion engine generator unit (6), charging the battery (4) and / or Operating the at least one electric machine (3) as an electric motor with electrical energy from the generator (8), operating the internal combustion engine generator unit (6) in dependence on the state of charge (SOC) of the battery (4), so that from an increase in the State of charge (SOC) of the battery (4) above an upper threshold value (So) of the state of charge (SOC) of the battery (4), the internal combustion engine generator Ei beauty (6) is turned off and from a decrease in the state of charge (SOC) of the battery (4) below a lower threshold (Su) of the state of charge (SOC) of the battery (4), the engine-generator unit (6) is turned on, the upper threshold value (So) and / or the lower threshold value (Su) are changed in dependence on the path properties of a drive with the hybrid vehicle (1), so that the engine-generator unit (6) according to the changed upper threshold value (So) and / or lower threshold (Su) is turned off and / or turned on.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Hybridantriebseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.The present invention relates to a method for operating a hybrid drive device according to the preamble of claim 1 and a hybrid drive device according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
In zunehmenden Maße werden von der Kraftfahrzeugindustrie Kraftfahrzeuge entwickelt und/oder hergestellt, die mit einer Elektromaschine angetrieben werden. Dabei stammt die elektrische Energie für den Betrieb der Elektromaschine zum Antrieb des Hybridfahrzeuges aus einer in dem Hybridfahrzeug angeordneten Batterie. Die Batterie wird dabei während des Stillstandes des Hybridfahrzeuges an einem Stromnetz aufgeladen. Increasingly, motor vehicles are being developed and / or manufactured by the automotive industry, which are driven by an electric machine. In this case, the electrical energy for the operation of the electric machine for driving the hybrid vehicle comes from a arranged in the hybrid vehicle battery. The battery is charged during standstill of the hybrid vehicle to a power grid.
Das Elektrofahrzeug umfasst hierzu ein Ladegerät. Die Kapazität zum Speichern von elektrischer Energie der Batterie ist dabei beschränkt, so dass von dem Hybridfahrzeug nur Reichweiten mit elektrischer Energie aus der Batterie im Bereich von ungefähr 50 km bis 200 km erreicht werden können. Zur Vergrößerung der Reichweite des Hybridfahrzeuges ist dieses mit einem sogenannten Range Extender, einer Verbrennungsmotor-Generator-Einheit, versehen. Diese Form des Range Extenders entspricht auch einem seriellen Plugin-Hybrid. Es sind aber auch Ausführungen denkbar bei denen zusätzlich eine zu schaltbare mechanische Kopplung zwischen Verbrennungsmotor und Antriebsräder erfolgt. Dieses Elektrofahrzeug mit zusätzlicher Verbrennungsmotor-Generator-Einheit wird als Hybridfahrzeug bezeichnet. Bei längeren Fahrstrecken mit dem Hybridfahrzeug, während denen die Batterie nicht oder nicht ausreichend von einem Stromnetz aufgeladen werden kann, wird mittels der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit die Batterie aufgeladen und/oder mittels der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit der Elektromaschine elektrischer Strom zugeführt. Dadurch kann die mögliche Reichweite eines derartigen Hybridfahrzeuges mit einem Range Extender vergrößert werden auf Reichweiten, die der von herkömmlichen Kraftfahrzeugen entspricht, die ausschließlich mit einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. The electric vehicle includes a charger for this purpose. The capacity for storing electrical energy of the battery is limited, so that only ranges with electrical energy from the battery in the range of about 50 km to 200 km can be achieved by the hybrid vehicle. To increase the range of the hybrid vehicle this is provided with a so-called range extender, an internal combustion engine generator unit. This form of range extender also corresponds to a serial plug-in hybrid. However, embodiments are also conceivable in which an additional switchable mechanical coupling between the engine and the drive wheels. This electric vehicle with additional combustion engine-generator unit is referred to as a hybrid vehicle. For longer journeys with the hybrid vehicle, during which the battery can not or can not be sufficiently charged from a mains supply, the battery is charged by means of the internal combustion engine-generator unit and / or electric current is supplied to the electric machine by means of the internal combustion engine-generator unit. Thereby, the possible range of such a hybrid vehicle with a range extender can be increased to ranges that corresponds to that of conventional motor vehicles, which are driven exclusively by an internal combustion engine.
Die Elektromaschine des Kraftfahrzeuges wird sowohl als Elektromotor als auch als Generator betrieben. Bei einem Betrieb als Elektromotor dient die Elektromaschine zum Antrieb des Kraftfahrzeuges und bei einem Betrieb der Elektromaschine als Generator im Rekuperationsbetrieb dient die Elektromaschine zur Verzögerung des Kraftfahrzeuges bzw. Hybridfahrzeuges. Ist während der Fahrt des Hybridfahrzeuges ein Betrieb der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit erforderlich, wird mit der von der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit zur Verfügung gestellten elektrischen Energie die Elektromaschine als Elektromotor betrieben und/oder die Batterie aufgeladen.The electric machine of the motor vehicle is operated both as an electric motor and as a generator. When operating as an electric motor, the electric machine is used to drive the motor vehicle, and when the electric machine is operated as a generator in recuperation operation, the electric machine serves to decelerate the motor vehicle or hybrid vehicle. If operation of the internal combustion engine-generator unit is required during the travel of the hybrid vehicle, the electric machine operated as electric motor and / or the battery is charged with the electrical energy provided by the internal combustion engine-generator unit.
Die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit wird Abhängigkeit von dem Ladezustand der Batterie betrieben. Bei einem Absinken des Ladezustandes der Batterie während der Fahrt mit dem Hybridfahrzeug unterhalb eines unteren Schwellenwertes wird die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit eingeschaltet, um die Batterie zu laden, d. h. ein vollständiges Entladen der Batterie zu verhindern. Bei einem Ansteigen des Ladezustandes der Batterie während der Fahrt mit dem Hybridfahrzeug oberhalb eines oberen Schwellenwertes wird die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit ausgeschaltet, um ein vollständiges Laden der Batterie mit der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit zu vermeiden.The internal combustion engine-generator unit is operated depending on the state of charge of the battery. As the state of charge of the battery drops below a lower threshold during travel of the hybrid vehicle, the engine-generator unit is turned on to charge the battery, i. H. to prevent complete discharge of the battery. As the state of charge of the battery during the travel of the hybrid vehicle increases above an upper threshold value, the internal combustion engine-generator unit is switched off in order to avoid a complete charging of the battery with the internal combustion engine-generator unit.
Bei einer Fahrt bzw. einem Betrieb des Hybridfahrzeuges im Stadtverkehr oder auf Landstraßen wird zum Antrieb des Hybridfahrzeuges von dem wenigstens einen Elektromotor eine kleine erste durchschnittliche Leistung benötigt. Die Fahrt auf Autobahnen mit einer hohen Geschwindigkeit erfordert von dem wenigstens einen Elektromotor eine große zweite durchschnittliche Leistung. Sinkt während der Fahrt im Stadtverkehr bei einer zukünftigen und bevorstehenden Fahrt auf der Autobahn der Ladezustand der Batterie unterhalb des unteren Schwellenwertes, wird die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit eingeschaltet. Dies ist jedoch nachteilig, weil während der Fahrt im Stadtverkehr geringe Nebengeräusche, z. B. aus Wind und Abrollgeräuschen der Reifen, auftreten und dadurch der Betrieb der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit stärker subjektiv akustisch wahrgenommen wird. When driving or operating the hybrid vehicle in city traffic or on rural roads, a small first average power is needed to drive the hybrid vehicle from the at least one electric motor. Driving on high speed highways requires a large second average power from the at least one electric motor. If the state of charge of the battery drops below the lower threshold value during the driving in city traffic during a future and upcoming trip on the motorway, the internal combustion engine-generator unit is switched on. However, this is disadvantageous because while driving in city traffic low noise, z. B. from wind and rolling noise of the tires, occur and thereby the operation of the internal combustion engine-generator unit is perceived subjectively more acoustically.
Während der Fahrt im Stadtverkehr wird von dem wenigstens einen Elektromotor nur eine kleine durchschnittliche elektrische Leistung benötigt, so dass ein Großteil der von der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit zur Verfügung gestellten elektrischen Energie zum Laden der Batterie verwendet werden kann und damit die Batterie schnell aufgeladen wird, so dass die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit nur für eine kurze Zeit in nachteiliger Weise betrieben werden kann. Die der Batterie zum Laden zuführbare elektrische Ladeleistung ist klein und während der Fahrt im Stadtverkehr benötigt der wenigstens eine Elektromotor nur eine kleine elektrische Leistung, so dass die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit nur kurzzeitig mit einer kleinen Leistung als der Summe aus der Ladeleistung der Batterie und der Leistung der Elektromaschine betrieben werden kann mit einem geringeren Wirkungsgrad der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit. During travel in city traffic, only a small average electrical power is required by the at least one electric motor, so that much of the electrical energy provided by the engine-generator unit can be used to charge the battery and charge the battery quickly so that the engine-generator unit can be operated disadvantageously only for a short time. The charge of the battery for charging electric charging power is small and while driving in city traffic requires at least one electric motor only a small electrical power, so that the engine-generator unit only briefly with a small power than the sum of the charging power of the battery and The performance of the electric machine can be operated with a lower efficiency of the internal combustion engine-generator unit.
Während der Fahrt auf der Autobahn und einer anschließenden Fahrt im Stadtverkehr wird die Batterie nur bis zu dem konstanten oberen Schwellenwert aufgeladen, so dass bei der anschließenden Fahrt im Stadtverkehr der Ladezustand der Batterie nicht ausreicht, um das Hybridfahrzeug im Stadtverkehr bis zum Fahrziel ausschließlich oder überwiegend mit der elektrischen Energie aus der Batterie bis zum Fahrziel fortzubewegen. In nachteiliger Weise muss somit im Stadtverkehr die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit eingeschaltet werden mit einem kleinen Wirkungsgrad und einer größeren subjektiv wahrnehmbaren Geräuschbelästigung. While driving on the highway and a subsequent ride in city traffic, the battery is charged only up to the constant upper threshold, so that in the subsequent ride in city traffic, the state of charge of the battery is insufficient to the hybrid vehicle in city traffic to the destination exclusively or predominantly with the electrical energy from the battery to move to the destination. Disadvantageously, therefore, the combustion engine-generator unit must be turned on in city traffic with a low efficiency and a greater subjectively perceptible noise nuisance.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebseinrichtung für ein Hybridfahrzeug, die Hybridantriebseinrichtung umfassend eine Verbrennungsmotor-Generator-Einheit als Range Extender, wenigstens eine Elektromaschine zum Antrieb und zur Verzögerung des Hybridfahrzeuges und eine Batterie mit den Schritten: Erzeugen von mechanischer Energie in einem Verbrennungsmotor der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit, Umwandeln der mechanischen Energie in elektrische Energie in einem Generator der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit, Laden der Batterie und/oder Betreiben der wenigstens einen Elektromaschine als Elektromotor mit elektrischer Energie aus dem Generator, Betreiben der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit in Abhängigkeit von dem Ladezustand der Batterie, so dass ab einem Ansteigen des Ladezustandes der Batterie oberhalb eines oberen Schwellenwertes des Ladezustandes der Batterie die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit abgeschaltet wird und ab einem Absinken des Ladezustandes der Batterie unterhalb eines unteren Schwellenwertes des Ladezustandes der Batterie die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit eingeschaltet wird, wobei der obere Schwellenwert und/oder der untere Schwellenwert in Abhängigkeit von den Streckeneigenschaften einer Fahrt mit dem Hybridfahrzeug verändert werden, so dass die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit gemäß dem veränderten oberen Schwellenwert und/oder unteren Schwellenwert abgeschaltet und/oder eingeschaltet wird. Der obere und/oder untere Schwellenwert wird von einer Recheneinheit in Abhängigkeit von den Streckeneigenschaften verändert. Der obere und/oder untere Schwellenwert kann damit dahingehend optimiert werden, dass die subjektiv wahrnehmbare Geräuschentwicklung des Verbrennungsmotors der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit klein ist und die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit mit einem großen Wirkungsgrad arbeitet. Dadurch kann in vorteilhafter Weise einerseits der Wirkungsgrad des Hybridfahrzeugs vergrößert werden und anderseits auch die subjektiv wahrnehmbare Geräuschentwicklung des Verbrennungsmotors der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit reduziert werden. Method according to the invention for operating a hybrid drive device for a hybrid vehicle, the hybrid drive device comprising a combustion engine-generator unit as a range extender, at least one electric machine for driving and decelerating the hybrid vehicle and a battery comprising the steps of: generating mechanical energy in an internal combustion engine of the internal combustion engine Generator unit, converting the mechanical energy into electrical energy in a generator of the internal combustion engine-generator unit, charging the battery and / or operating the at least one electric machine as an electric motor with electrical energy from the generator, operating the internal combustion engine generator unit in dependence from the state of charge of the battery, so that from an increase in the state of charge of the battery above an upper threshold of the state of charge of the battery, the engine-generator unit is switched off and from a decrease in Ladezus the battery below a lower threshold of the state of charge of the battery, the engine-generator unit is turned on, wherein the upper threshold and / or the lower threshold depending on the route properties of a ride on the hybrid vehicle are changed, so that the internal combustion engine generator Unit is turned off and / or turned on according to the changed upper threshold and / or lower threshold. The upper and / or lower threshold value is changed by a computing unit as a function of the path properties. The upper and / or lower threshold can thus be optimized so that the subjectively perceptible noise of the engine of the internal combustion engine-generator unit is small and the engine-generator unit operates with a high efficiency. As a result, on the one hand the efficiency of the hybrid vehicle can advantageously be increased and, on the other hand, the subjectively perceptible noise development of the internal combustion engine of the internal combustion engine-generator unit can be reduced.
In einer ergänzenden Ausführungsform werden der obere Schwellenwert und/oder der untere Schwellenwert der Batterie in Abhängigkeit von den Streckeneigenschaften um mehr als 10 %, 20 %, 30 % oder 50 % verändert und/oder der obere Schwellenwert größer ist als der untere Schwellenwert. Durch eine entsprechend große Veränderung des oberen und/oder unteren Schwellenwertes kann eine signifikante Verbesserung der Energieoptimierung und der subjektiv wahrnehmbaren Geräuschentwicklung des Verbrennungsmotors erreicht werden. Die Differenz zwischen den oberen und unteren Schwellenwert ist vorzugsweise größer als 2 %, 15 %, 20 %, 30 %, 40 % oder 50 %. In an additional embodiment, the upper threshold and / or the lower threshold of the battery are varied by more than 10%, 20%, 30% or 50% depending on the path characteristics and / or the upper threshold is greater than the lower threshold. By a correspondingly large change in the upper and / or lower threshold value, a significant improvement of the energy optimization and the subjectively perceptible noise development of the internal combustion engine can be achieved. The difference between the upper and lower thresholds is preferably greater than 2%, 15%, 20%, 30%, 40% or 50%.
In einer weiteren Ausgestaltung werden als Streckeneigenschaften die vergangenen und/oder die zukünftigen Streckeneigenschaften genutzt.In a further refinement, the past and / or future route properties are used as route properties.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung wird bei vergangenen Streckeneigenschaften mit einer ersten durchschnittlichen Leistung zum Antrieb des Hybridfahrzeuges und zukünftigen Streckeneigenschaften mit einer zweiten durchschnittlichen Leistung zum Antrieb des Hybridfahrzeuges, wobei die erste durchschnittliche Leistung kleiner ist als die zweite durchschnittliche Leistung, der untere Schwellenwert verkleinert und vorzugsweise wird auch der obere Schwellenwert verkleinert. Die vergangenen Streckeneigenschaften sind zu einem Zeitpunkt der Fahrt die gesamten Streckeneigenschaften der Vergangenheit oder auch nur ein Teil der vergangenen Streckeneigenschaften der Vergangenheit seit dem Beginn bzw. den Start der Fahrt. Die zukünftigen Streckeneigenschaften sind bei einer Fahrt die Streckeneigenschaften in der gesamten Zukunft, das heißt bis zu dem Ende bzw. Ziel der Fahrt oder ein Teil der zukünftigen Streckeneigenschaften vor dem Ende bzw. dem Ziel der Fahrt. Bei einer Fahrt im Stadtverkehr oder auf einer Landstraße wird zum Antrieb des Hybridfahrzeugs eine kleine durchschnittliche Leistung benötigt. Bei einer Fahrt auf der Autobahn mit einer großen Geschwindigkeit wird eine große durchschnittliche Leistung zum Antrieb des Hybridfahrzeugs benötigt. Fährt das Hybridfahrzeug derzeit auf einer Landstraße oder im Stadtverkehr und wird sich das Hybridfahrzeug in der Zukunft für die Fahrt auf eine Autobahn bewegen, ist es sinnvoll, den unteren Schwellenwert zu verkleinern. Dadurch sinkt während der Fahrt im Stadtverkehr der Ladezustand der Batterie weiter ab und die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit wird erst während der Fahrt auf der Autobahn eingeschaltet. Während der Fahrt auf der Autobahn wird die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit mit einer höheren Drehzahl und einer großen elektrischen Leistung betrieben, weil die Elektromaschine eine große elektrische Leistung benötigt. Dadurch kann die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit auch mit einem größeren oder optimierten Wirkungsgrad betrieben werden. Außerdem wird während der Fahrt auf der Autobahn die Geräuschentwicklung des Verbrennungsmotors subjektiv aufgrund der größeren Nebengeräusche, zum Beispiel Wind oder Abrollgeräusche der Reifen, weniger wahrgenommen. In an additional embodiment, in past lane characteristics with a first average power to drive the hybrid vehicle and future lane characteristics with a second average power to drive the hybrid vehicle, where the first average power is less than the second average power, the lower threshold is decreased and preferably becomes also the upper threshold is reduced. The past route characteristics are at a time of driving the entire route characteristics of the past or even just a part of the past route characteristics of the past since the start or the start of the journey. The future route characteristics in a trip are the route characteristics in the entire future, that is, to the end of the trip or part of the future route characteristics before the end of the trip. When driving in city traffic or on a country road becomes the Drive the hybrid vehicle needs a small average power. When traveling on the highway at a high speed, a large average power is needed to drive the hybrid vehicle. If the hybrid vehicle is currently driving on a highway or in city traffic and the hybrid vehicle is going to travel on a highway in the future, it makes sense to reduce the lower threshold. As a result, the charge state of the battery continues to drop while driving in city traffic, and the engine-generator unit is only switched on while driving on the highway. While driving on the highway, the engine-generator unit is operated at a higher speed and a large electric power because the electric machine requires a large electric power. As a result, the internal combustion engine-generator unit can also be operated with a greater or optimized efficiency. In addition, while driving on the highway, the noise of the internal combustion engine is subjectively less perceived due to the larger background noise, for example, wind or tire rolling noise.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung wird bei vergangenen Streckeneigenschaften mit einer ersten durchschnittlichen Leistung zum Antrieb des Hybridfahrzeuges und zukünftigen Streckeneigenschaften mit einer zweiten durchschnittlichen Leistung zum Antrieb des Hybridfahrzeuges, wobei die erste durchschnittliche Leistung größer ist als die zweite durchschnittliche Leistung, der obere Schwellenwert vergrößert und vorzugsweise wird auch der untere Schwellenwert vergrößert. Bei der aktuellen Fahrt auf einer Autobahn und einer anschließenden Fahrt in der Zukunft im Stadtverkehr wird der obere Schwellenwert vergrößert. Während der Fahrt auf der Autobahn wird somit der Ladezustand der Batterie weiter erhöht. Dadurch kann das Laden der Batterie bzw. der Betrieb der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit in einer höheren Drehzahl auf der Autobahn ausgenutzt werden zum Laden der Batterie und es tritt dabei eine geringere subjektiv wahrnehmbare Geräuschentwicklung auf. Mit diesem größeren Ladezustand der Batterie kann anschließend ein größerer Teil oder die gesamte Fahrstrecke bis zum Ziel der Fahrt im Stadtverkehr mit elektrischer Energie aus der Batterie betrieben werden. In an additional embodiment, at past mileage characteristics with a first average power to drive the hybrid vehicle and future mileage characteristics with a second average power to drive the hybrid vehicle, where the first average power is greater than the second average power, the upper threshold is increased and preferably also the lower threshold increases. With the current ride on a highway and a subsequent ride in the future in city traffic, the upper threshold is increased. While driving on the highway thus the state of charge of the battery is further increased. As a result, the charging of the battery or the operation of the internal combustion engine-generator unit at a higher speed on the highway can be exploited for charging the battery and there is less subjectively perceptible noise development. With this larger state of charge of the battery then a larger part or the entire route can be operated to the destination of driving in city traffic with electrical energy from the battery.
In einer ergänzenden Ausführungsform unterscheiden sich die erste durchschnittliche Leistung und die zweite durchschnittliche Leistung um mehr als 10 %, 20 %, 30 % oder 50 % und/oder die Leistung zum Antrieb des Hybridfahrzeuges, insbesondere ausschließlich, wird von der wenigstens einen Elektromaschine als Elektromotor zur Verfügung gestellt.In a supplemental embodiment, the first average power and the second average power differ by more than 10%, 20%, 30% or 50% and / or the power for driving the hybrid vehicle, in particular exclusively, is from the at least one electric machine as the electric motor made available.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung wird in einem zeitlichen Endbereich der Fahrt vor dem Ziel des Hybridfahrzeuges der unter Schwellenwert verkleinert und vorzugsweise der obere Schwellenwert verkleinert, vorzugsweise beträgt der zeitliche Endbereich weniger als 30 %, 20 %, 10 % oder 5 % der Gesamtfahrzeit der Fahrt. Kurz vor dem Ende bzw. Ziel der Fahrt wird somit der untere Schwellenwert verkleinert, sodass dadurch der Ladezustand der Batterie weiter abgesenkt wird. Dadurch kann nach dem Erreichen des Ziels der Fahrt die Batterie an einem öffentlichen Stromnetz zu einem größeren Anteil aufgeladen werden. Das Laden der Batterie an dem öffentlichen Stromnetz ist im Allgemeinen preiswerter, umweltfreundlich und energetisch optimaler als das Laden der Batterie mit der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit. In an additional embodiment, in a time end region of the journey in front of the target of the hybrid vehicle, the threshold value is reduced and preferably the upper threshold value is reduced, preferably the end time range is less than 30%, 20%, 10% or 5% of the total travel time of the journey. Shortly before the end or destination of the journey, the lower threshold value is thus reduced, thereby further lowering the state of charge of the battery. As a result, after reaching the destination of the drive, the battery can be charged to a public power grid to a greater extent. Charging the battery on the public grid is generally cheaper, more environmentally friendly, and more energy efficient than charging the battery with the engine-generator unit.
Zweckmäßig ist während eines Ladezustandes der Batterie zwischen dem oberen und unteren Schwellenwert die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit eingeschaltet oder ausgeschaltet.Suitably, during a state of charge of the battery between the upper and lower threshold, the engine-generator unit is turned on or off.
In einer ergänzenden Variante ist während eines Ladezustandes der Batterie, der größer ist als der oberer Schwellenwert, die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit stets ausgeschaltet und/oder während eines Ladezustandes der Batterie, der kleiner ist als der untere Schwellenwert, die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit stets eingeschaltet ist und/oder während einer eingeschalteten Verbrennungsmotor-Generator-Einheit die Batterie geladen wird.In a supplementary variant, during a state of charge of the battery which is greater than the upper threshold value, the internal combustion engine generator unit is always switched off and / or during a state of charge of the battery which is smaller than the lower threshold value, the internal combustion engine generator unit is always on and / or during a powered-up engine-generator unit, the battery is charged.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist im zeitlichen Verlauf die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit zunächst ausgeschaltet und der Ladezustand der Batterie ist größer als der obere Schwellenwert und bei einem späteren Absinken des Ladezustandes der Batterie wird die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit erst eingeschaltet, wenn der Ladezustand der Batterie kleiner ist als der untere Schwellenwert. In an additional embodiment, the internal combustion engine-generator unit is initially switched off and the state of charge of the battery is greater than the upper threshold and at a later decrease in the state of charge of the battery, the engine-generator unit is only turned on when the state of charge Battery is less than the lower threshold.
In einer weiteren Variante ist im zeitlichen Verlauf die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit zunächst eingeschaltet und der Ladezustand der Batterie ist kleiner als der untere Schwellenwert und bei einem späteren Ansteigen des Ladezustandes der Batterie wird die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit erst ausgeschaltet, wenn der Ladezustand der Batterie größer ist als der obere Schwellenwert.In a further variant, the internal combustion engine-generator unit is initially switched on over time and the state of charge of the battery is less than the lower threshold and at a later increase in the state of charge of the battery, the engine-generator unit is turned off when the state of charge Battery is greater than the upper threshold.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung werden die Streckeneigenschaften von einem Navigationssystem zur Verfügung gestellt und vorzugsweise wird mit einer Recheneinheit aus den zukünftigen Streckeneigenschafen die zweite durchschnittliche Leistung für das Hybridfahrzeug berechnet und vorzugsweise werden mit der Recheneinheit die erste durchschnittliche Leistung aus den vergangenen Streckeneigenschaften und/oder aus dem Verlauf der tatsächlichen Leistung der Vergangenheit berechnet. Der Fahrer des Hybridfahrzeugs gibt vor Antritt der Fahrt in das Navigationssystem das Fahrziel ein bzw. die Zielposition. Die Anfangsposition ist dem Navigationssystem aus den GPS-Daten des Hybridfahrzeugs bekannt. Die Streckeneigenschaften, beispielsweise die Geschwindigkeits-, Höhen- und/oder Krümmungsinformationen der Fahrstrecke, sind in einer Speichereinheit des Navigationssystems gespeichert. Ferner ist in dem Navigationssystem das Fahrverhalten der Vergangenheit mit dem Hybridfahrzeug gespeichert und dieses Fahrverhalten wird von der Recheneinheit ausgewertet, sodass dadurch Rückschlüsse auf das zukünftige Fahrverhalten getroffen werden können. Fährt der Fahrer des Hybridfahrzeugs beispielsweise werktags von Montag bis Freitag ständig die gleiche Fahrstrecke von zu Hause in die Arbeit, wird dies von der Recheneinheit erfasst, sodass dadurch das Fahrverhalten der Zukunft und damit auch die Streckeneigenschaften dem Navigationssystem zum Betrieb des Verfahrens bekannt sind. Bei einer Berechnung der ersten durchschnittlichen Leistung aus dem Verlauf der tatsächlichen Leistung der Vergangenheit erfolgt die Berechnung auch in Abhängigkeit von den Streckeneigenschaften, weil der Verlauf der tatsächlichen Leistung der Vergangenheit auch von den Streckeneigenschaften abhängt.In an additional embodiment, the route properties are provided by a navigation system, and preferably the second average power for the hybrid vehicle is calculated by means of an arithmetic unit from the future route properties, and preferably with the arithmetic unit the first average power from the past Route properties and / or calculated from the course of actual past performance. The driver of the hybrid vehicle enters the destination or the destination position before starting the journey into the navigation system. The initial position is known to the navigation system from the GPS data of the hybrid vehicle. The route properties, for example the speed, altitude and / or curvature information of the route, are stored in a memory unit of the navigation system. Furthermore, the driving behavior of the past with the hybrid vehicle is stored in the navigation system and this driving behavior is evaluated by the computing unit, so that conclusions can be drawn about the future driving behavior. If, for example, the driver of the hybrid vehicle drives the same route from home to work on Mondays to Fridays, this is detected by the arithmetic unit so that the driving behavior of the future and thus also the route characteristics are known to the navigation system for operating the method. In a calculation of the first average power from the history of the actual power of the past, the calculation also depends on the track characteristics, because the course of the actual power of the past also depends on the track characteristics.
In einer ergänzenden Ausführungsform werden von dem Navigationssystem die Streckeneigenschaften aus der Anfangsposition und Zielposition einer Fahrt mit dem Hybridfahrzeug und/oder aus dem Fahrverhalten der Vergangenheit mit dem Hybridfahrzeug ermittelt.In a supplementary embodiment, the navigation system determines the route properties from the starting position and destination position of a journey with the hybrid vehicle and / or from the driving behavior of the past with the hybrid vehicle.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Hybridfahrzeuges betrieben und die Drehzahl des Verbrennungsmotors ist umso größer, je größer die Geschwindigkeit des Hybridfahrzeuges ist und umgekehrt. Die von dem Verbrennungsmotor erzeugten Geräusche werden damit subjektiv nur noch gering wahrgenommen, weil bei größeren Geräuschen aufgrund von Wind oder Abrollgeräuschen wegen einer hohen Geschwindigkeit des Hybridfahrzeuges große Geräusche des Verbrennungsmotors subjektiv kaum noch wahrgenommen werden.In a further embodiment, the internal combustion engine is operated as a function of the speed of the hybrid vehicle, and the speed of rotation of the internal combustion engine increases as the speed of the hybrid vehicle increases, and vice versa. Subjectively, the noises generated by the internal combustion engine are only perceived to be low, because with larger noises due to wind or rolling noise because of a high speed of the hybrid vehicle, large noises of the internal combustion engine are subjectively barely perceived.
Vorzugsweise beträgt die elektrische Leistung der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit weniger als ein Drittel oder zwei Drittel der elektrischen Leistung der wenigstens einen Elektromaschine oder der Summe der elektrischen Leistung der Elektromaschinen des Hybridfahrzeugs. Preferably, the electric power of the engine-generator unit is less than one-third or two-thirds of the electric power of the at least one electric machine or the sum of the electric power of the electric machines of the hybrid vehicle.
Erfindungsgemäße Hybridantriebseinrichtung, umfassend wenigstens eine Elektromaschine zum Antrieb und zur Verzögerung des Hybridfahrzeuges, eine Batterie, eine Verbrennungsmotor-Generator-Einheit als Range Extender zum Aufladen der Batterie und/oder zur Erzeugung von elektrischer Energie für die wenigstens eine Elektromaschine, wobei ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar ist. Hybrid drive device according to the invention, comprising at least one electric machine for driving and decelerating the hybrid vehicle, a battery, an internal combustion engine generator unit as a range extender for charging the battery and / or for generating electrical energy for the at least one electric machine, one in this patent application described method is executable.
In einer ergänzenden Ausgestaltung weist der Verbrennungsmotor der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit keine mechanische Verbindung zu den Rädern des Hybridfahrzeuges als serielles Hybridfahrzeug auf. Zweckmäßig weist der Verbrennungsmotor der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit eine mechanische Verbindung zu den Rädern des Hybridfahrzeuges als paralleles Hybridfahrzeug auf.In an additional embodiment, the internal combustion engine of the internal combustion engine-generator unit has no mechanical connection to the wheels of the hybrid vehicle as a serial hybrid vehicle. Suitably, the internal combustion engine of the internal combustion engine-generator unit has a mechanical connection to the wheels of the hybrid vehicle as a parallel hybrid vehicle.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist die Hybridantriebseinrichtung oder das Hybridfahrzeug mit Einrichtungen, z. B. ein Ladegerät und/oder ein Stromkabel und/oder ein Stecker, zum Laden der Batterie aus einem, vorzugsweise öffentlichen, Stromnetz versehen.In an additional embodiment, the hybrid propulsion device or hybrid vehicle is provided with means, e.g. B. a charger and / or a power cable and / or a plug, for charging the battery from a, preferably public, power supply provided.
In einer Variante ist der Generator eine, vorzugsweise permanentmagneterregte, Synchronelektromaschine.In one variant, the generator is a, preferably permanent magnet excited, synchronous electric machine.
Erfindungsgemäßes Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit oder einer Steuerungseinheit durchgeführt wird. Computer program according to the invention with program code means which are stored on a computer-readable data medium to perform a method described in this patent application when the computer program is executed on a computer or a corresponding computing unit or a control unit.
Erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit oder einer Steuerungseinheit durchgeführt wird. Computer program product according to the invention with program code means which are stored on a computer-readable data carrier to carry out a method described in this patent application when the computer program is executed on a computer or a corresponding computing unit or a control unit.
Ein erfindungsgemäßes Hybridfahrzeug umfasst eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Hybridantriebseinrichtung und/oder von dem erfindungsgemäßen Hybridfahrzeug ist ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar. Das Hybridfahrzeug ist vorzugsweise ausschließlich von der Elektromaschine angetrieben und es besteht vorzugsweise keine mechanische Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor des Range Extenders und wenigstens einem Rad des Hybridfahrzeuges, d. h. der Verbrennungsmotor dient vorzugsweise ausschließlich zur Erzeugung von elektrischer Energie.A hybrid vehicle according to the invention comprises a hybrid drive device described in this patent application and / or a method described in this patent application is executable by the hybrid vehicle according to the invention. The hybrid vehicle is preferably driven exclusively by the electric machine and preferably there is no mechanical connection between the internal combustion engine of the range extender and at least one wheel of the hybrid vehicle, i. H. the internal combustion engine is preferably used exclusively for generating electrical energy.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:In the following, an embodiment of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In Hybridfahrzeugen
In
Die Elektromaschine
Die von der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit
Bei einer normalen Fahrt mit dem Hybridfahrzeug
Diese hierfür erforderlich hohe elektrische Leistung kann von der Verbrennungsmotor-Generator-Einheit
Die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit
In
In einem Navigationssystem
Fährt das Hybridfahrzeug
Während der Fahrt auf einer Autobahn mit einer großen ersten durchschnittlichen Leistung der Vergangenheit und einer zukünftigen Fahrt im Stadtverkehr mit einer kleinen zweiten durchschnittlichen Leistung in der Zukunft erfolgt ein Vergrößern des oberen Schwellenwerts So. Die Vergrößerung des oberen Schwellenwerts So während der Fahrt auf der Autobahn bewirkt, dass die Batterie
Die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Hybridantriebseinrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008039907 [0009] DE 102008039907 [0009]
Claims (15)
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DE102008039907A1 (en) | 2008-08-27 | 2009-07-23 | Daimler Ag | Vehicle e.g. car, has starting device with control element, initiating switching on and/or off of source by activation device, where element is formed to enable initiation of vehicle |
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- 2014-10-30 DE DE102014222208.7A patent/DE102014222208A1/en active Pending
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